Física II

Un litro de gas helio (γ=1.67) se encuentra a una presión de 16 atm y una temperatura de 327 ºC. Se expansiona isotérmicamente hasta que su volumen es de 4 litros y después se comprime a presión constante hasta que su volumen y temperatura son tales que una compresión adiabática devuelve el gas a su estado inicial. a) Dibujar el ciclo que sigue el gas en un diagrama PV; b) calcular la variación de energía interna en la transformación isobárica; c) calcular el trabajo realizado durante cada ciclo; d) determinar el rendimiento del ciclo.
(1 atm=101324.72 N/m²)

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2007.

En el fondo plano de un estanque de profundidad h lleno de agua hay un foco luminoso puntual que ilumina cierta parte del fondo por reflexión total en la superficie. Hallar el radio del círculo en el fondo al que no llegan los rayos reflejados totalmente. Índice de refracción del agua: n_i=4/3.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

¿Con qué otro principio de la física podemos identificar el primer principio de la termología? Razona la respuesta.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

En un tubo existen las tres frecuencias de resonancia sucesivas de 75, 125 y 175 Hz. a) ¿Corresponde esto a un tubo abierto por un extremo o abierto por ambos extremos? b) ¿Cuál es la frecuencia fundamental? c) ¿Qué armónicos son estas frecuencias de resonancia? d) Un alumno de física anda a lo largo de un vestíbulo grande portando un diapasón que vibra con la frecuencia del décimo armónico proporcionado por el tubo anterior. El extremo del vestíbulo está cerrado, de modo que el sonido se refleja en él. El estudiante oye 4 batidos por segundo. ¿Con qué velocidad está andando? Velocidad del sonido: 340 m/s.

Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de SEP2001.

Un sistema óptico está formado por dos lentes, L₁, biconvexa, de radios iguales, y distancia focal 20 cm, y L₂, situada a su derecha, sobre el mismo eje, y a una distancia de 42 cm. Un objeto se encuentra 30 cm a la izquierda de L₁. a) Determinar la distancia focal de L₂ si la imagen final tiene el mismo tamaño que el objeto y es invertida respecto de él. b) A continuación se elimina la lente L₂, y se yuxtapone a L₁ otra lente L₃ (el objeto se mantiene a 30 cm de las lentes). Calcula la distancia focal de esta nueva lente L₃ si la imagen final dada por el sistema es invertida y mide el 80% del objeto. c) La lente L₃ es cóncavo-convexa con índice de refracción 1.5 y sus radios están en relación 1 a 2. ¿Cuál es el valor de dichos radios?

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de SEP2003.

Un alambre de cobre de 1 mm de diámetro se suelda a otro alambre del mismo material de 0.7 mm de diámetro. Calcular los coeficientes de transmisión y de reflexión en la unión para ondas que se propagan:
a) del primero al segundo alambre; b) del segundo al primer alambre.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Un rayo luminoso que se mueve en el aire incide sobre una lámina plana de vidrio, de caras paralelas, con un ángulo de 60^o. La lámina tiene un espesor de 10 cm y su índice de refracción es 1.54. Hallar el desplazamiento que experimenta el rayo al atravesar la lámina.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Dos espejos planos forman entre sí un ángulo próximo a 180^o (ver figura). A distancias iguales b de los espejos se encuentra una fuente luminosa S. Determinar el intervalo entre las franjas de interferencia vecinas en la pantalla MN, situada a una distancia OA=a del punto de intersección de los espejos. La longitud de onda luminosa es conocida e igual a l. La cortina C impide la incidencia directa de la luz de la fuente en la pantalla.

Problema de Interferencias.

La función de onda estacionaria en una cuerda fija por sus dos extremos es:

y(t, x)=0.3sen(0.01x)cos(200t)

con t en segundos y x e y en cm; a) determinar la amplitud, frecuencia, y velocidad de fase de las ondas progresivas cuya superposición da lugar a esta onda estacionaria; b) escribir las funciones de onda correspondientes a estas ondas progresivas; c) hallar la distancia internodal.

Problema de Interferencias.

Una pantalla provista de una abertura circular de 1 mm de diámetro se coloca a 1 m de una fuente luminosa puntual A, tal como se indica en la figura, y a 4 m de un punto B, donde se desea conocer el estado de vibración. La luz procedente de la fuente luminosa tiene una longitud de onda de 500 nm. Calcular: a) la situación de los máximos y mínimos de intensidad y el número de ellos cuando la distancia del punto B al centro de la abertura se hace variar desde los 4 m a 10 cm; b) ¿cómo es el centro de los anillos de difracción que se forman cuando en el punto B se coloca una pantalla situada normalmente al haz?

Problema de Difracción.